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自组织双重空间聚类算法的城市扩张结构分析应用 总被引：1，自引：0，他引：1
双重空间聚类是能顾及空间连续性和属性相似性的空间数据分析,而常规空间聚类算法难以同时顾及2方面的约束条件。本文采用自组织双重空间聚类算法,对城市扩张结构分析进行了研究。通过改造自组织特征映射的最佳匹配神经元搜索的算法机制,在空间域和属性域进行迭代聚类搜索,实现了自组织双重空间聚类。以武汉市扩张斑块的位置信息和扩张程度指数为输入数据,使用自组织双重空间聚类算法,实现了城市扩张动态结构的识别。自组织双重空间聚类算法使得聚类结果,既在空间域上连续,又在属性域上相近,算法过程具有自组织性,减少了人为影响。 相似文献
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城市标度律刻画了城市系统中城市要素与人口数量之间的规模缩放关系,但标度律在中国城市系统中的适用性和意义尚不明确。本文采用中国275个地级及以上城市数据,探究不同城市要素与人口规模的标度关系,并从时空维度探究标度因子的时空演化规律。结果表明：作为典型的快速城市化发展中国家,中国城市发展符合标度律,且呈现出与发达国家不同的特征：中国城市人口集聚带来的经济产出集聚效应显著,而土地利用、基础设施与公共服务的规模经济效应还有待增强。部分基础设施、生活设施要素与人口规模呈超线性或线性关系,与预期的次线性相悖,基础教育、医疗等要素的标度因子则远低于发达国家的次线性阈值,反映了公共资源向大城市聚集、不同规模城市发展不平衡等快速城镇化进程中城市系统的独特性。标度因子的区域分异反映城市发展协调程度差异,其中东北地区不同规模城市差异最为显著。主要城市要素标度因子随时间的变化表明,中国大城市的经济产出集聚效应在2009年最为显著,而后略有下降;中国大城市土地扩张总体上自2000年以来持续加速,2008年以后仍维持在较高水平,管控城市特别是大城市的外延式扩张、提高土地利用效率具有紧迫性。中国城市标度律研究有助于认知快速城市化地区城市系统特征和演化规律,为实现区域协调发展与落实新型城镇化发展战略提供支持。 相似文献
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城市边界是城市演化认知和城市规划决策的空间依据。中国不少研究实践将地级市等行政地域范围视为城市,与物理上主要由连续人造不透水面构成的城市实体地域相比,存在较大的空间边界差异。然而,鲜有研究定量分析“实体”视角下长时间序列的城市用地演化,特别是对实体和行政两种统计单元视角下的城市扩张差异缺乏系统认识。本文基于30 m空间分辨率的多源遥感产品识别了1988—2018年8期的城市实体地域边界,分析其用地扩张过程,进一步与行政地域相对比,系统识别了两种统计视角下城市用地扩张的认知差异和空间模式。主要结论为：① 1988—2018年间,中国面积5 km2以上的城市实体地域单元数量增长了378%,以华东和华中地区的增长最为显著;城市实体地域中,88%为独立增长型,分布广泛但面积大都小于50 km2;12%为空间聚合型,主要分布在发达地区,面积普遍较大。② 相比行政地域,城市实体地域的位序规模更符合幂律分布,其Zipf指数30年来逐渐上升趋向于1,城镇体系发展愈发均衡;相比城市实体地域,行政地域单元在平原地区的城市扩张面积普遍偏高,在沿海地区的城市扩张强度普遍偏低。③ 和城市实体地域单元在拓扑关系上无法一一匹配的1327个行政单元大多分布在人口密集或发达的平原地区;结合实体和行政边界识别了“跨政区同城化”和“政区内集群化”两种扩张模式,前者多发生在省会区域,后者主要分布在华北平原,两者反映了城市化的空间重构。本文研究结果有助于深化中国土地城镇化时空过程的认识,并可对土地资源的科学配置、统一协调及行政区划的优化整合提供空间依据。 相似文献
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标度律视角的城市效能测度及中国城市多维要素效能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
“城市标度律”（urban scaling laws）揭示了城市系统中城市人口和城市要素间普遍存在的非线性规模缩放关系,但目前大多数城市评价忽视了这种关系,常使用人均指标比较不同规模的城市,这会导致评价结果偏差。为此,考虑城市人口和城市要素间的非线性规模缩放关系构建了要素效能指数,用以修正城市规模的影响,度量城市要素实际发挥出预期能力的程度。以城市发展不同维度上的9个城市要素为例,分别测度了2017年中国292个地级以上城市各要素的效能,识别了各要素效能的空间差异和集聚特征,分析了要素效能指数的优势并讨论了结果的政策启示。结果表明：① 9个城市要素都符合“城市标度律”,其中8个要素与城市人口呈非线性规模缩放关系;从标度律的视角测度城市效能是必要而且可行的。② 城市综合经济、商业消费和公共财政效能普遍以东部沿海地区较高;东北地区的基础教育和中西部地区的公共交通效能较低;土地和水资源禀赋较高的地区对应的效能值并不高;大部分城市的生态绿地效能较低。600万人以上的城市中,杭州、深圳、天津的各维度效能表现较均衡。③ 与人均指标评价结果的对比证明要素效能指数能够修正人口规模对城市评价的影响,对常用的总量和人均指标是有益的补充。标度律视角下的城市效能测度能够给城市人口管理和城市要素发展的决策提供明确的指导方向,同时为不同规模大小的城市提供更客观的比较标准,对国家城镇体系规划和落实中国新型城市化战略具有积极意义。 相似文献
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以齐齐哈尔市为例,利用地理国情普查数据与统计年鉴数据,构建自然地表指数、地理区位指数、生态覆被指数,对齐齐哈尔市各县、区的地理国情进行综合分析和地图表达。结果表明,齐齐哈尔市的总体条件较好,但区域差异较大,自然地表条件与地理区位条件均以中部的齐齐哈尔市辖区为优,而生态覆被条件则以北部和西部地区为优。 相似文献
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探究城市扩张过程在不同方向的异质性及其规律,对理解城市空间结构变化和城市动态增长过程具有重要意义。基于武汉市1995-2016年间5期遥感数据,应用反S函数与邻近扩张指数(PEI)方法,分别从宏观和微观角度定量刻画城市土地密度梯度分布的形态(宏观形态)和斑块扩张过程(微观视角),结合空间形态演变阶段探究方向异质性规律。研究表明:1)扇形方向与交通廊道的城市土地密度在梯度上呈"反S形"分布,反S函数可较好拟合其形态。2)各向城市空间的紧凑与松散变化过程具有异质性,西南方向的宏观形态趋于紧凑,东北方向的宏观形态由紧凑变得松散,东南和西南方向的斑块扩张处于聚合阶段。3)各向城市空间形态演变可划分为块状、块状生长、指状和指状生长时期:在块状生长时期,交通廊道的宏观形态更紧凑,廊道内斑块扩张更紧凑,且与廊道外的差距增大;在指状生长时期,交通廊道的宏观形态更松散,廊道内斑块扩张更紧凑,但与廊道外的差距减小。 相似文献
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空间和属性双重约束下的自组织空间聚类研究 总被引：2，自引：0，他引：2
形式化定义了双重聚类的聚类准则及其判定方法,提出了双重聚类的两步法求解思路和自组织双重聚类算法。通过实例验证了该算法的可行性,自组织双重聚类可以发现非空间属性的聚集、延伸等空间分布特征,可以发现任意复杂形状的聚类,并降低了人为影响。 相似文献
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高分辨率人口空气污染暴露GIS空间区划研究 总被引：5，自引：0，他引：5
集成大气污染扩散模型、GIS空间分析及人口动态制图模型(PDMM)实现了高空间分辨率空气污染浓度和人口空间分布模拟,通过构建人口空气污染暴露相对风险评价模型实现了人口空气污染暴露程度的空间格局划分.研究结果显示,空气污染浓度与人口空气污染暴露相对风险评价模型两种方法生成的人口空气污染暴露评估结果差异较大.研究结果揭示,前者在区域人口空气污染暴露评估中存在缺陷的同时(如无人居住的SO2高浓度区被误判为人口SO2污染暴露高风险区),也肯定了基于后者得到的人口空气污染暴露空间区划结果在区域空气污染暴露风险调控政策制定过程中的重要理论意义与实践价值. 相似文献
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大都市区化是全球城市化进程中的普遍现象,研究大都市区域城市扩张进程对理解其未来增长趋势、区域可持续发展具有重要意义。大都市区土地扩张及区域间的对比分析,以及都市区发育过程中城市扩张的一般化空间模式还未被深入理解。论文选取东京、纽约和上海3个大都市区,获取1990—2015年间3期Landsat影像数据,使用梯度和格网分析法,采用城市土地密度函数和城市扩张指数,从建设用地数量变化及其时空分布、城市形态变化等方面,多角度对比分析各城市不同阶段建设用地增长的时空差异。结果表明：① 大都市区边界仍在不断扩展,建设用地在研究期内持续增长;20多年间东京、纽约和上海的建设用地面积分别增长了63%、53%和233%;上海一直处于高强度扩张状态,而纽约的城市扩张在后期几近停滞。② 大都市区建设用地密度从中心向外呈圈层递减式分布,城市核心区和边缘区半径的增长最明显;城市形态均趋向于紧凑。③ 新增建设用地时空异质性明显。东京的远郊新城不断建设,纽约一些尚有发展潜力的区域次中心仍在扩张但速率逐渐放缓,上海的核心区外围增长剧烈并逐渐向远城区推进。④ 大都市区域扩张先后经历高速期—缓慢期—停滞期,扩张进程表现为核心区膨胀—次中心及新城建设—逐步形成稳定的多中心结构。 相似文献
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武汉市道路结构与商业集聚空间关联分析 总被引：1，自引：0，他引：1
城市道路结构是影响城市商业集聚的重要因素,研究二者之间的关联对于商业布局和道路规划具有重要支撑作用。本文以武汉市都市发展区为例,运用空间句法模型计算道路结构指标,采用GIS核密度法计算2014年商业兴趣点(C-POI)密度以分析商业集聚的空间结构,通过双变量相关分析道路结构变量与商业集聚程度的关联关系。结果显示：①道路结构指标中,与商业集聚关联最强的是道路全局集成度。在各商业类型中,与道路结构相关程度最大的是金融保险服务集聚。②道路连接值和全局集成度值分别与商业POI密度呈显著正相关,呈现“高—高”集聚的空间关联模式;总深度值与商业POI密度呈现显著负相关,呈现“高—低”集聚的空间关联模式;商业POI密度随控制值升高呈现先升高后降低的趋势。③商业集聚分布呈现为“核心—过渡区—边缘区”的多核心多层次结构,“高—高”集聚与“高—低”集聚模式集中分布于“核心”及其附近的“过渡区”。 相似文献